微晶材料在VOCs治理中的应用优势

        VOCs是挥发性有机化合物(volatile organic compounds）的英文缩写,根据世界卫生组织（WHO）的定义，VOCs是在常温下，沸点50℃至260℃的各种有机化合物。在我国，VOCs是指常温下饱和蒸气压大于70Pa、常压下沸点在260℃以下的有机化合物，或在20℃条件下，蒸气压大于或者等10Pa且具有挥发性的全部有机化合物，主要包括非甲烷总烃、含氧化合物、卤代烃、含氮化合物和含硫化合物等，主要来源于煤化工、石油化工、燃料涂料制造、溶剂制造与使用等过程，它是非工业环境中最常见的空气污染物之一。

         VOCs是PM2.5和臭氧的前体物，通过控制VOCs，可加强PM2.5与臭氧协同控制，对实现减污降碳协同增效、促进生态环境质量持续改善有重要意义。

基于末端的VOCs治理

       对于VOCs的末端治理，整体上分回收和销毁两种技术方法，具体需根据VOCs废气成分价值及浓度特点，合理选择处理技术。

⭐（1）在工业生产过程中鼓励VOCs的回收利用，并优先鼓励在生产系统内回用；

⭐（2）对于含高浓度VOCs的废气，宜优先采用冷凝回收、吸附回收技术进行回收利用，并辅助以其他治理技术实现达标排放；

⭐（3）对于含中等浓度VOCs的废气，可采用吸附技术回收有机溶剂，或采用催化燃烧和热力焚烧技术净化后达标排放。当采用催化燃烧和热力焚烧技术进行净化时，应进行余热回收利用；

⭐（4）对于含低浓度VOCs的废气，有回收价值时可采用吸附技术、吸收技术对有机溶剂回收后达标排放；不宜回收时，可采用吸附浓缩燃烧技术、生物技术、吸收技术、等离子体技术或紫外光高级氧化技术等净化后达标排放；

⭐（5）含有有机卤素成分VOCs的废气，宜采用非焚烧技术处理；

⭐（6）恶臭气体污染源可采用生物技术、等离子体技术、吸附技术、吸收技术、紫外光高级氧化技术或组合技术等进行净化。净化后的恶臭气体除满足达标排放的要求外，还应采取高空排放等措施，避免产生扰民问题。

活性炭吸附

       活性炭吸附是目前最广泛使用的吸附技术，其原理是利用活性炭的多孔结构，将废气中的VOCs捕获。将含VOCs的有机废气通过活性炭床，其中的VOCs被吸附剂吸附，废气得到净化后排入大气。

        活性炭吸附法前期投资较低,但实际运维成本高、管理难、技术适用性受多方因素影响，需定期频繁更换且难持续性稳定达标。

        活性炭虽然吸附速率快，吸附效率高，但对有机气体吸附的选择性低。同时，活性炭对有机气体的吸附过程受温度、工作环境湿度、水雾、酸度、灰尘及被吸附气体之间的相互作用等多种因素的影响。

       在通常情况下，活性炭吸附设备在温度方面，一般要求废气的温度低于40℃，25℃的吸附条件比较好，原则上需要对VOCs气源进行冷却才能达到这个温度，而在实际的工作环境中很难做到恒温吸附VOCs，如果废气的温度超过40℃，活性炭的吸附效率就会急速下降。

       而且，当活性炭吸附一定量的VOCs后会暂停工作，而已经吸附VOCs的活性炭会因气温或气压的改变又将已经吸附VOCs释放出来。

       相对湿度也会对活性炭吸附设备的吸附效率产生影响。实验表明，在室外环境条件和废气环境条件共同作用下，导致了活性炭吸附效率大为降低。活性炭吸附设备的整体吸附效率不到其设计标准的50%。可想而知，在这种情况下，排出的气体，所含的VOCs很有可能是超出了国家规定的可排放标准，直接对大气产生了污染。

        活性炭表面酸性与吸附平衡有着密切的关系。活性炭表面酸性增加，则对酸性及中性有机物的吸附能力大幅降低，而大部分VOCs 均显酸性。

       活性炭对VOCs 的吸附，主要受活性炭比表面积、孔径大小等物理特性的影响。因为活性炭的吸附是无选择性的，除了吸附VOCs，也会吸附粉尘，随着活性炭表面粉尘量的增加，活性炭的微孔被堵塞，比表面积降低，降低活性炭对VOCs 的吸附能力，致使活性炭“中毒”失活。

微晶材料吸附

       上海申昙新材料科技集团有限公司自主研发的微晶材料，是人工水热合成的硅铝酸盐晶体,依据晶体内部孔穴大小吸附或排斥不同的物质分子,同时根据不同物质分子极性或可极化度而决定吸附的次序,达到分离的效果。

⭐（1）微晶材料属于新型高效吸附材料，适用范围广；

⭐（2）微晶材料性能稳定，耐酸碱、耐高温、耐腐蚀、疏水，环境适应性强；

⭐（3）微晶材料使用寿命长，无需频繁更换，节约成本和人工；

⭐（4）吸附效率高，均一的孔径分布可以有效地进行分子识别，从而使吸附剂对VOCs的选择性吸附性大大提高；

⭐（5）可满足达标排放，VOCs浓缩在少量解吸气中，便于回收或燃烧处理；

⭐（6）微晶材料不属于危废，无需额外处理；

⭐（7）运行成本低。

         综上所述，用微晶材料替代传统活性炭，应用于VOCs末端治理市场，具有适用范围广、处理效果佳、使用寿命长、综合运行成本低等优势，符合国家当前“碳达峰、碳中和”的环保政策方针，具有较好的经济效益和社会效益。